一、复叠制冷原理
复叠制冷是适用于超低温制冷场景的专用制冷技术，核心原理为将两个独立的单级蒸汽压缩式制冷系统划分为高温级循环和低温级循环，通过板式换热器（板换）完成两级系统的热力耦合，实现逐级降温，以此达成单级制冷系统无法实现的超低温制冷效果。
高温级循环系统承担双重作用，一是完成常规制冷降温，二是为低温级循环系统提供持续冷量，其蒸发器与低温级的冷凝器通过板换进行热交换，高效带走低温级压缩机排出的热量；低温级循环系统利用高温级输送的冷量，对自身制冷剂进一步深度降温，最终通过低温级蒸发器实现超低温制冷。
两级循环各自完成独立的压缩、冷凝、节流、好仪器选廷翌蒸发制冷循环，通过板换实现热量的高效传递与系统协同运行，有效解决了单级制冷系统在超低温工况下制冷效率低、制冷剂压比过大的问题，常规设计可实现 - 70℃至 - 120℃甚至更低的稳定制冷温度，适配超低温试验箱、工业超低温冷却等场景需求。
二、复叠制冷系统组成
（一）核心动力部件
半封闭双压缩机：分为高温级压缩机和低温级压缩机，是整个制冷系统的动力核心，均采用半封闭结构，具备密封性好、制冷效率高、运行稳定的特点，适配超低温恶劣工况。高温级压缩机负责高温级循环制冷剂的压缩升压，低温级压缩机负责低温级循环制冷剂的压缩升压，两级压缩机可根据实际制冷负荷协同调节运行功率，确保系统制冷量与热负荷精准匹配。
（二）主要换热部件
1. 冷凝器：专属高温级循环的换热部件，高温级压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器后，与外界冷却介质（空气或冷却水）进行充分热交换，释放大量热量并冷凝为高温高压的液体制冷剂，完成系统对外的热量排放。
2. 板式换热器（板换）：是连接高温级和低温级循环的耦合核心，兼具低温级冷凝器和高温级蒸发器的双重功能，实现高温级制冷剂与低温级好仪器选廷翌制冷剂的壁面式高效热交换，将低温级循环产生的热量快速转移至高温级循环，保障两级循环的热力平衡，为低温级实现超低温制冷奠定基础。
3. 蒸发器：专属低温级循环的核心换热部件，低温低压的气液混合态制冷剂进入蒸发器后，与被冷却空间（如超低温试验箱内胆）进行充分热交换，吸收被冷却对象的热量并完全蒸发，是实现终端超低温制冷的关键部件，其换热效率直接决定系统的制冷效果和温度均匀性。
（三）节流调节部件
膨胀阀：分为高温级膨胀阀和低温级膨胀阀，是两级循环各自的核心节流机构。其核心作用是将冷凝后的高温高压液体制冷剂进行绝热节流降压，转化为具备蒸发吸热能力的低温低压气液混合态制冷剂，为蒸发器的蒸发吸热过程做准备；同时可根据系统实时制冷负荷，自动调节制冷剂流量，保证制冷系统的稳定运行和控温精度。
（四）通断控制部件
电磁阀：分别布置在高温级、低温级制冷剂的关键管路中，作为管路通断的控制元件，通过接收控制系统的信号指令，实现制冷剂管路的精准通断控制，配合系统的启停、工况切换及故障保护动作，确保两级循环系统有序、协同运行。
（五）压力保护部件
压控（压力控制器）：包含高压控制器和低压控制器，上海廷翌试验设备有限公司分别布置在两级循环的制冷剂管路中，实时监测管路内制冷剂的压力变化。当管路压力超过设定高压阈值或低于设定低压阈值时，压控会自动触发保护信号，及时切断对应压缩机的电源或控制相关元件动作，防止压缩机因超压、缺氟、管路堵塞等故障损坏，保障整个制冷系统的运行安全。
（六）过滤净化部件
过滤器：以干燥过滤器为核心，布置在两级循环的制冷剂管路中，位于膨胀阀前端。其核心作用一是过滤制冷剂中的固体杂质、金属碎屑等异物，二是吸附制冷剂中的水分，防止杂质堵塞膨胀阀、电磁阀等精密部件，避免水分在低温工况下造成制冷剂冰堵，同时防止水分导致系统金属部件锈蚀，保证制冷剂的纯净度和管路通畅，延长制冷系统的整体使用寿命。
三、复叠制冷系统工作流程
复叠制冷系统以高温级和低温级双循环为核心，通过板换完成两级循环的热力耦合，两级循环同步、连续运行，各环节相互配合、逐级降温，最终在低温级蒸发器处实现稳定的超低温制冷效果，详细工作流程如下：
（一）高温级制冷循环 —— 冷量供给与系统排热核心
高温级循环是低温级循环的冷量供给端，同时负责将整个系统的热量排放至外界，全程完成独立的蒸汽压缩式制冷循环，具体流程：
1. 压缩过程：高温级压缩机启动，吸入来自板换的低温低压制冷剂气体，通过绝热压缩作用，将其转化为高温高压的制冷剂气体，为后续的冷凝散热过程提供条件。
2. 冷凝过程：高温高压的制冷剂气体进入高温级冷凝器，与外界空气或冷却水等冷却介质进行充分热交换，释放大量热量，自身被冷却凝结为高温高压的液体制冷剂。
3. 节流降压过程：高温高压的液体制冷剂流经干燥过滤器，完成杂质过滤和水分吸附后，进入高温级膨胀阀；经膨胀阀绝热节流降压后，转化为低温低压的气液混合态制冷剂，具备充足的蒸发吸热能力。
4. 蒸发吸热过程：低温低压的气液混合态制冷剂进入板式换热器（板换），此时板换作为高温级的蒸发器，制冷剂在板换内吸收低温级制冷剂冷凝释放的热量，自身完全蒸发为低温低压的制冷剂气体，随后再次被高温级压缩机吸入，完成高温级一次制冷循环，持续为低温级循环提供冷量。
（二）板式换热器（板换）的热力耦合作用
板换是连接高温级和低温级循环的关键部件，为间壁式换热结构，高温级和低温级的制冷剂在板换内通过壁面进行高效热交换，二者无直接接触。低温级压缩机排出的高温高压制冷剂气体进入板换后，被板换内高温级的低温制冷剂持续冷却，完成冷凝过程，此时板换作为低温级的冷凝器；高温级的低温低压制冷剂在板换内吸收低温级制冷剂释放的热量，完成蒸发过程，此时板换作为高温级的蒸发器。板换通过该方式实现两级循环的热力平衡，确保低温级的冷凝过程能在较低温度下完成，突破单级制冷的温度限制，为低温级实现超低温制冷奠定核心基础。
